二、光现象

（一）光的概述

光是一种人类眼睛可以看见的电磁波（也称可见光谱）。一般人的眼睛所能接受的光的波长在380～760nm之间（可见光谱）。

光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。光线在均匀同种介质中沿直线传播。

光的速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，用c表示。光在水中的传播速度约为；光在玻璃中的传播速度约为。

自身发光的物体称为光源，光源分冷光源和热光源。有实验证明光就是电磁辐射。电磁波的波段频率由低至高依次排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。其中，以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。电磁波的应用如下：

（二）光的反射

光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。

反射在物理学中分为两种——镜面反射和漫反射。

（1）镜面反射：发生在十分光滑的物体表面（如镜面）——两条平行光线能在反射物体上反射过后仍处于平行状态——入射光线平行，反射光线也平行，其他方向没有反射光。

平面镜的应用：①水中的倒影；②平面镜成像；③潜望镜。

球面镜的应用：

①凸面镜：对光线起发散作用。应用：机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。

②凹面镜：对光线起会聚作用。应用：太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜。

（2）漫反射：由于物体的表面凸凹不平，凸凹不平的表面会把平行的入射光线向四面八方反射。

我们能从不同角度看到本身不发光的物体，是因为光在物体的表面发生漫反射。由漫反射形成的物体亮度，一般视光源强度和反射面性质而定。

（三）光的折射

光线从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象。

海市蜃楼，简称蜃景，常在海上、沙漠中产生，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像：由于不同的空气层有不同的密度（因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同/沙漠无风时上空的垂直气温差异显著，下热上冷，上层空气密度高，下层空气密度低），而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率，经过光线折射而产生蜃景。

透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分的，对光起折射作用的光学元件。

（1）透镜对光的作用：凸透镜对光起会聚作用；凹透镜对光起发散作用。

（2）生活中的透镜：

（四）光的色散

复色光分解为单色光的现象。

复色光分解为单色光而形成光谱的现象：太阳光是白光，让一束白光射到玻璃棱镜上，光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一条彩色的光带，其颜色的排列为靠近棱镜顶角端是红色，靠近底边的一端是紫色，中间依次是橙黄绿蓝靛，这样的光带叫光谱。

光谱中每一种色光不能再分解出其他色光，称单色光。由单色光混合而成的光叫复色光。自然界中的太阳光、白炽电灯和日光灯发出的光都是复色光。

在光照到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收。透过的光决定透明物体的颜色，反射的光决定不透明物体的颜色。

植物叶子呈现绿色，因为其他光被吸收用于光合作用；吸收可把辐射能转变为热能，例如夏天穿浅色衣服感觉凉爽。

（五）光的散射

光束通过不均匀媒质时，部分光束将偏离原来方向而分散传播，从侧向也可以看到光的现象。

太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射——散射只改变辐射方向，使太阳辐射以质点为中心向四面八方传播开来。（不像吸收把辐射能转变为热能。）经过散射之后，有一部分太阳辐射就到不了地面了。

如果太阳辐射遇到直径比波长小的空气分子，则辐射的波长越短，被散射越厉害。太阳辐射通过大气时，由于空气分子散射的结果，波长较短的光被散射得较多。雨后天晴，天空呈青蓝色就是因为辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射的缘故。

如果太阳辐射遇到直径比波长大的质点，虽然也被散射，但这种散射是没有选择性的，即辐射的各种波长都同样被散射。如空气中存在较多的尘埃或雾粒，一定范围的长短波都被同样的散射，使天空呈灰白色。

散射能力与波长的对比关系是：对于一定大小的分子来说，散射能力和波长的四次方成反比，这种散射是有选择性的。例如波长为0.7微米时的散射能力为1，波长为0.3微米时的散射能力就为30。因此，红光波长长，散射能力弱，穿透力强——红光作指示灯，容易让司机在大雾弥漫的天气里看清指示灯，防止交通事故的发生。

【例题】（联考2013上半年）

下列物品利用凸透镜透光原理的是（）。

A．近视镜

B．显微镜目镜

C．汽车观后镜

D．手电筒反光罩

【参考解析】B。凸透镜有汇聚作用，显微镜是利用了凸透镜原理，故B项正确。